FÍSICA (780000) Grados en: Ingeniería Informática Ingeniería de Computadores Universidad de Alcalá 2016/2017 Curso 1º Cuatrimestre 1º
GUÍA DOCENTE Nombre de la asignatura: Física Código: 780000 Titulación en la que se imparte: Departamento y Área de Conocimiento: Carácter: Básica Créditos ECTS: 6 Grado en Ingeniería Informática Grado en Ingeniería de Computadores Física y Matemáticas (Física Aplicada) Curso: 1º José Blázquez Galaup Juan María García Ortiz Profesorado: Raúl Gómez Herrero Miguel Ángel Raposo Sánchez Horario de Tutoría: Idioma en el que se imparte: Español 1.a PRESENTACIÓN Con la asignatura de Física se pretende que los estudiantes conozcan y comprendan los principios físicos básicos de aplicación en la Ingeniería con especial énfasis en las aplicaciones informáticas, tanto a nivel teórico como de la instrumentación necesaria para la realización de su profesión. Prerrequisitos y Recomendaciones No se establecen prerrequisitos. Para seguir con aprovechamiento la asignatura, es necesario que el estudiante conozca como mínimo los siguientes elementos: Análisis dimensional Concepto de densidad Concepto de derivada Concepto de función Conceptos de incremento y diferencial Concepto de integral Composición y descomposición de fuerzas 2
Producto escalar y producto vectorial de vectores 1.b COURSE SUMMARY Physics is a compulsory 6 ECTS course corresponding to the first course of the degrees on Computer Engineering and Computer Science (first semester). The course aims that the students know and understand the fundamental physical principles, particularly those with practical/professional applications in computer science and technology. The course will cover both, the theoretical basis and the practical or instrumental applications. Requirements and recommendations There are no mandatory requirements, but it is highly recommended that the students have at least basic knowledge of the following topics: Dimensional analysis Concept of density Concept of derivative Concept of function Concept of differential (infinitesimal) and finite difference Vector composition and decomposition Dot product and cross product of two vectors 2. COMPETENCIAS Competencias genéricas Esta asignatura contribuye a adquirir las siguientes competencias genéricas: 1. Capacidad de análisis. 2. Trabajo en equipo 3. Búsqueda de bibliografía 4. Realización y presentación de memorias de trabajo 5. Capacidad de diseño de sistemas elementales. Competencias de la materia 1. Conocer y aplicar la terminología y unidades de medida en los procesos físicos. 2. Comprender los procesos de transformación de sistemas físicos 3. Adquirir, desarrollar y ejercitar destrezas necesarias para el trabajo de laboratorio y la instrumentación básica en física. 4. Aplicar los conceptos físicos al estudio de los procesos físicos y tecnológicos implicados en el funcionamiento de los dispositivos informáticos. 5. Conocer el concepto de transistor y su repercusión para el mundo de la computación. 6. Conocer y comprender el concepto de circuito digital. 3
Resultados de aprendizaje RA1 Interpretar los fenómenos naturales ligados a su desarrollo profesional RA2 Manipular equipos elementales de laboratorio. RA3 Presentar y representar datos obtenidos en el laboratorio y en otros casos prácticos, aplicando la terminología y unidades de medida apropiadas RA4 Aplicar los conceptos físicos fundamentales al estudio de los procesos físicos y tecnológicos. 3. CONTENIDOS Contenidos: El campo electrostático en el vacío El campo electrostático en los medios materiales Los principios básicos de corriente la corriente eléctrica Dispositivos eléctricos y electrónicos de aplicación en los instrumentos y aparatos de uso normal en informática El campo magnético en el vacío y en los medios materiales Propiedades magnéticas de los medios materiales Transmisión de la información Programación de los contenidos Unidades temáticas Temas Total horas, clases, créditos o tiempo de dedicación Electrostática Electrostática en el vacío Electrostática en medios materiales 12 h de clase Energía Energía del campo electrostático Energía de las distribuciones de carga 6 h de clase 4
Corriente Fundamentos de circuitos de corriente eléctrica Fundamentos microscópicos de la corriente eléctrica 15 h de clase Magnetismo Magnetismo en el vacío Inducción electromagnética. 10 h de clase Corriente alterna Circuitos de corriente alterna 10 h de clase Propiedades magnéticas de los medios materiales Propiedades magnéticas de los medios materiales Aplicaciones de los materiales magnéticos a dispositivos electrónicos 8 h de clase Transmisión de la información Ondas electromagnéticas 4 h de clase Cronograma (Optativo) Semana / Sesión 01ª Contenido Introducción al concepto de campo. Su aplicación al campo eléctrico. 02ª Electrostática: campo y potencial eléctrico en el vacío (I). 03ª Electrostática: campo y potencial eléctrico en el vacío (II). 04ª Concepto de energía. Energía del campo electrostático. Energía de las distribuciones de carga. 05ª Fundamentos microscópicos de la corriente eléctrica. 06ª Fundamentos de circuitos de corriente eléctrica. 07ª Magnetismo en el vacío (I). 08ª Magnetismo en el vacío (II). 09ª Inducción electromagnética. 5
10ª Magnitudes fundamentales de la corriente alterna. 11ª Circuitos de corriente alterna. 12ª Electrostática en medios materiales. La conducción en elementos semiconductores. 13ª Propiedades magnéticas de los medios materiales. 14ª Aplicaciones de los materiales magnéticos a dispositivos electrónicos. 15ª Ondas electromagnéticas. 4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE. ACTIVIDADES FORMATIVAS La metodología a emplear será la siguiente: Clases de teoría. Clases en las que el profesor expondrá los contenidos fundamentales de cada tema. Clases de problemas en grupos reducidos. Clases dedicadas a identificar los diferentes elementos conceptuales que subyacen en un problema poniendo de manifiesto la interrelación con los conceptos teóricos expuestos. Asimismo se hará hincapié en la metodología a seguir para el correcto razonamiento de los fenómenos implicados, aprendiendo a diferenciar entre lo esencial y lo accesorio, planificando su análisis y resolución e interpretando los resultados obtenidos. Clases de seminario. Clases dedicadas a trabajar de forma individual o por grupos sobre diversas cuestiones que se plantearán para discutir, relacionar y afianzar conceptos. Serán utilizadas también para aclarar dudas que surjan a lo largo del curso, tanto de las lecciones teóricas como de los problemas no resueltos en clase, de las tareas propuestas. Existirán seminarios específicos sobre corriente continua. Clases prácticas de laboratorio. Clases a realizar en el laboratorio en grupos reducidos. Tutorías individuales y/o grupales. En ellas el profesor resolverá/aconsejará sobre las cuestiones que surjan a lo largo del curso; indicará sobre la bibliografía y metodología más adecuada para resolver las cuestiones planteadas. Número de horas totales: Número de horas presenciales: 65 6
Número de horas del trabajo propio del estudiante: 85 Estrategias metodológicas Presentación de conceptos Aplicación de los conceptos a supuestos académicos Realización de experiencias simples En un grupo se presentarán los conceptos más importantes de cada unidad temática. Tras describir y formar al estudiante en la forma de abordar un problema académico, se pasará a realizar en grupo reducido algún supuesto y se corregirán en grupo los trabajos encomendados en la sesión anterior. En el laboratorio de la asignatura se realizarán experiencias elementales que permitan al estudiante conocer el funcionamiento de aparatos y sistemas complejos. Materiales y recursos Bibliografía básica Bibliografía propia Bibliografía específica Realización de prácticas 5. EVALUACIÓN 5.1. Procedimientos de evaluación Existen dos modos de evaluación: continua y final. Por defecto, se considerará que el alumno matriculado va a seguir el método de evaluación continua. No obstante, el alumno tiene la posibilidad de optar por la opción de evaluación final mediante el procedimiento descrito más adelante. En todas las circunstancias la calificación mínima necesaria para aprobar la asignatura será de 5 puntos sobre un máximo de 10. 5.2. Criterios de evaluación La evaluación atenderá a los siguientes criterios: CE-1. Conocimiento de los principios físicos fundamentales incluidos en el temario, de las magnitudes y parámetros implicados en ellos, y de sus valores típicos. 7
CE-2. Capacidad de reconocer la intervención de dichos principios en situaciones y procesos concretos, utilizándolos para el diagnóstico y pronóstico del caso en estudio, tanto cualitativamente como en los términos matemáticos propios de la disciplina. CE-3. Capacidad de relacionar diferentes partes de la asignatura para la resolución de problemas que impliquen diversos aspectos científicos y tecnológicos. CE-4. Claridad expositiva y argumental. CE-5. Utilización adecuada de la terminología científico técnica, incluyendo el correcto uso de la simbología y de las unidades para las magnitudes y parámetros involucrados en la materia. CE-6. Dedicación y motivación observadas en el desarrollo de la asignatura, expresadas en la legibilidad de los trabajos, tanto exámenes como memorias de prácticas de laboratorio, u otras posibles tareas, cumplimiento de plazos y formas en las entregas, participación en clases y tutorías, y aprovechamiento del laboratorio. 5.3. Instrumentos de calificación Sistema de evaluación continua (convocatoria ordinaria) La evaluación continua consta de dos partes: i. Realización, a lo largo del cuatrimestre, de varias pruebas de naturaleza teórico-práctica. Eventualmente, pueden pedirse ejercicios a entregar u otras tareas o actividades como complemento a estas pruebas. Ninguna prueba tendrá un peso igual o superior al 40% en la calificación final. La media de todas estas pruebas supondrá el 85% de la calificación final ii. Realización de prácticas de laboratorio. El alumno elaborará una memoria con los resultados que se deriven de la experiencia realizada. La media de los informes de laboratorio supondrá el 15% de la calificación final. La última prueba correspondiente a la evaluación continua podrá incluir ejercicios opcionales de recuperación de las pruebas previas realizadas a lo largo del curso. También podrán incluirse ejercicios relativos a las prácticas de laboratorio. En caso de inasistencia a dicha prueba, se considerará al alumno como no presentado, y no agotará convocatoria. Sistema de evaluación única (evaluación final) En este caso el alumno debe presentarse a un examen final. Tal examen supondrá el 85% de la nota final. El 15% restante corresponde a la calificación de las prácticas de laboratorio. El examen final podrá incluir una parte relativa al laboratorio. Para optar a la evaluación final (en lugar de la continua, que es la opción por defecto) el alumno deberá seguir las instrucciones que figuran en la normativa de la UAH sobre evaluación. 8
En el caso de que un alumno que opte por Evaluación Final no se presente al examen final, no agota la convocatoria ordinaria. Convocatoria Extraordinaria En la convocatoria extraordinaria se considerará que el alumno, con independencia de la opción de evaluación que hubiera seguido previamente, agota convocatoria al presentarse al examen. La forma de evaluación es la misma que la indicada en el caso de Evaluación Final. 5.4. Criterios de calificación Esta sección muestra la relación entre resultados de aprendizaje, criterios, instrumentos y calificación. Convocatoria Ordinaria, Evaluación continua Resultados de Aprendizaje RA1, RA3, RA4 RA1, RA2,RA3, RA4 Criterios de Evaluación CE1-CE6 CE3, CE4, CE5, CE6 Instrumentos de Evaluación Pruebas de naturaleza teóricopráctica Prácticas de laboratorio Peso en la calificación 85%* 15% *Ninguna prueba individual superará el 40% del peso total Convocatoria Ordinaria, Evaluación final y Convocatoria Extraordinaria Resultados de Aprendizaje RA1, RA3, RA4 RA1, RA2,RA3, RA4 Criterios de Evaluación CE1-CE6 CE3, CE4, CE5, CE6 Instrumentos de Evaluación Prueba final (cuestiones y problemas) Prueba final (laboratorio) Peso en la calificación 85% 15% 9
6. BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica TIPLER, P. A., Física, vol. 2, ed. Reverté. ALONSO, M. A., y FINN, E. J., Física, vol. 2, ed. Addison-Wesley Iberoamericana. LÓPEZ RODRÍGUEZ, V., Elementos de Física para Informática, Universidad Nacional de Educación a Distancia. SEARS, F. W., ZEMANSKY, M. W., YOUNG, H. D., y FREEDMAN, R. A., Física universitaria, vol. 2, ed. Addison-Wesley. LEA, S. M., y BURKE, J. R., Física: la naturaleza de las cosas, ed. Paraninfo-Thomson. SERWAY, R. A., y BEICHNER, R. J., Física para ciencias e ingeniería, ed. McGraw-Hill. Bibliografía Complementaria CRIADO PÉREZ, A. M., y FRUTOS RAYEGO, F., Introducción a los fundamentos físicos de la Informática, ed. Paraninfo-Thomson. GÓMEZ VILDA, P., NIETO LLUIS, V., ÁLVAREZ MARQUINA, A., y MARTÍNEZ OLALLA, R., Fundamentos físicos y tecnológicos de la Informática, ed. Pearson Prentice Hall. WANGSNESS, R. K., Campos electromagnéticos, ed. Limusa. PURCELL, E. M., Electricidad y Magnetismo Berkeley Physics Course vol. 2, ed. Reverté. ROSENBERG, H. M., El estado sólido: una introducción a la física de los cristales, Alianza Editorial. FEYNMAN, R. P., Física vol. 2.: Electromagnetismo y materia, ed. Addison-Wesley Iberoamericana. 10